USB電腦數(shù)字電視技術(shù)(PCTV)

       電視作為一種最為廣泛的信息傳播媒體正迅速走進(jìn)數(shù)字化時(shí)代。 特別是基于無線傳輸?shù)牡孛?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/數(shù)字電視">數(shù)字電視, 更使移動(dòng)數(shù)字電視成為可能, 實(shí)現(xiàn)電視"無處不在". 它不僅將刷新電視媒介的概念。

      更將極大地改變我們的生活方式, 因而成為近年來年技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)。

       數(shù)字電視, 特別是移動(dòng)數(shù)字電視, 的終端形式是多樣化的。 而電腦 (包括筆記本電腦, 臺(tái)式電腦, 掌上電腦等)則是數(shù)字電視的一種重要的終端形式。 本文全面介紹電腦電視(PCTV)的概念, 技術(shù), 以及國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r。 

       一 數(shù)字電視及移動(dòng)數(shù)字電視

       數(shù)字電視指的是從電視音視頻信源, 到傳輸, 再到接收處理及顯示全面數(shù)字化的電視廣播系統(tǒng)。 具體來說, 信源數(shù)字化 - 利用先進(jìn)的音視頻信號(hào)數(shù)字壓縮編碼技術(shù)(MPEG-2, MPEG-4, H。264, AVS等) 對(duì)電視音視頻信源進(jìn)行編碼。 

        傳輸數(shù)字化 - 利用先進(jìn)的數(shù)字調(diào)制技術(shù)及信道編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效及可靠傳輸。 這樣, 在同樣的8MHz 帶寬內(nèi), 可傳輸多路數(shù)字電視節(jié)目。 

        接收處理及顯示數(shù)字化 - 超大規(guī)模集成電路接收芯片運(yùn)用, 數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)運(yùn)用, 數(shù)字化平板顯示, 數(shù)字化存儲(chǔ)等。

        與傳統(tǒng)的模擬電視相比, 數(shù)字化帶來一系列優(yōu)點(diǎn)。 首先, 信源的數(shù)字化可以使用先進(jìn)的信源壓縮編碼技術(shù)在保留原始信息的條件下將信源數(shù)據(jù)量大大減小, ?傳輸時(shí)占用的信道資源因而大大減小, 同時(shí)也便于存儲(chǔ)。 其次, 傳輸?shù)臄?shù)字化使得先進(jìn)的數(shù)字傳輸技術(shù), 糾錯(cuò)編碼技術(shù), 加密技術(shù)等得以應(yīng)用, 使得信息傳輸高效, 可靠。 最后, 接收端可利用先行的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)將信息可靠恢復(fù), 超大規(guī)模集成電路的應(yīng)用也使得接收機(jī)更小巧, 可靠, 低功耗。 此外, 數(shù)字化顯示/輸出, 數(shù)字化存儲(chǔ)等使得在接收端信息處理更容易, 更靈活, 效果也更好。

        根據(jù)傳輸方式的不同, 數(shù)字電視分為:有線數(shù)字電視、衛(wèi)星數(shù)字電視、地面無線數(shù)字電視。 

        我國目前正進(jìn)行有線電視數(shù)字化轉(zhuǎn)換, 采用的是歐洲有線數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)DVB-C。?衛(wèi)星數(shù)字電視采用的是歐洲衛(wèi)星數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)DVB-S。有線數(shù)字電視及衛(wèi)星數(shù)字電視的終端用戶主要是家庭固定電視機(jī)(為了使現(xiàn)有模擬電視機(jī)能收看數(shù)字電視節(jié)目, 必須使用數(shù)字電視機(jī)頂盒)。

        地面無線數(shù)字電視 通過地面無線信號(hào)傳輸數(shù)字電視節(jié)目, 因而允許人們使用移動(dòng)終端隨時(shí)隨地收看數(shù)字電視廣播。 地面無線數(shù)字電視信號(hào)由電視發(fā)射塔發(fā)出, 對(duì)一個(gè)城市或特定的服務(wù)區(qū)進(jìn)行覆蓋。 與過去的模擬無線電視相比, 地面無線數(shù)字電視具有接收靈敏度高, 天線小, 接收終端小巧, 并支持高速移動(dòng)接收等特點(diǎn)。 

        國外主要有三種數(shù)字電視地面廣播標(biāo)準(zhǔn)：歐洲的 DVB -T（Digital Video Broadcasting - Terrestrial）、美國的ATSC（Advanced Television Systems Committee）和日本的ISDB-T （Integrated Servic es Digital Broadcasting Terrestrial ）（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播）。我國地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)于2006年8月18日頒布（GB20600-2006），并自2007年8月1日起正式實(shí)施。 

                 

      二 電腦電視 (PCTV) 

        伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展, 電腦已廣泛地走進(jìn)辦公室, 學(xué)校及家庭。 同時(shí), 筆記本電腦也日益成為商務(wù)人士必備的個(gè)人信息終端。 電腦具有強(qiáng)大的多媒體處理能力及信息存儲(chǔ)能力。 因而, 隨著地面數(shù)字電視的開通, 形成無處不在的數(shù)字電視信號(hào)覆蓋, 利用電腦終端收看電視節(jié)目也就成了必然的趨勢(shì)。 人們將不再局限于只能在家里的客廳看電視, 而是可以在書房, 在辦公室, 在學(xué)校, 以及在旅行中隨時(shí)隨地收看電視節(jié)目及數(shù)據(jù)增值服務(wù)。

        需要指出的是, 這里所說的電腦并不局限于筆記本及臺(tái)式電腦。 事實(shí)上, 各種具有多媒體處理能力及顯示功能的終端 (如PDA, Pocket PC, PMP等) 都可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視功能。

        電腦電視主要特點(diǎn):微型數(shù)字電視接收器, 隨身攜帶 (或內(nèi)置式);使用筆記本電腦, 移動(dòng)收看數(shù)字電視節(jié)目；軟件播放；節(jié)目存儲(chǔ)；特別適合接收及處理數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)?(數(shù)字電視將提供報(bào)紙, 遠(yuǎn)程教育, 股市信息, 地圖, 網(wǎng)頁等多種數(shù)據(jù)增值服務(wù))。

         三 電腦電視 (PCTV) 技術(shù)

        電腦電視由硬件 (PCTV Tuner) 進(jìn)行電視信號(hào)接收, 由軟件 (PCTV Player) 進(jìn)行音視頻解碼并在電腦屏幕上顯示。 早期的 PCTV Tuner 大都采用 PCI 插卡形式, 主要用于臺(tái)式電腦。 而現(xiàn)在的 PCTV Tuner 則主要采用 USB 接口, 適合于具有USB插口的各種電腦, 且尺寸小巧。 PCTV Tuner 基本的結(jié)構(gòu)如下圖所示:

        USB PCTV Tuner

        圖中Tuner 為射頻調(diào)諧芯片, 一般采用體積小功耗低的 Silicon Tuner? 芯片。 Demodulator 為與標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的數(shù)字電視解調(diào)解碼芯片, 如支持歐洲地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的 DVB-T 解調(diào)芯片, 支持歐洲衛(wèi)星數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的 DVB-S 解調(diào)芯片, 或支持中國地面數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)的解調(diào)芯片。 第三個(gè)芯片則是USB 數(shù)字電視控制芯片。 該芯片一邊完成對(duì) Tuner 芯片及Demodulator 芯片的控制, 另一方面則提供標(biāo)準(zhǔn)USB接口, 與電腦端 USB HOST 相連。目前市場(chǎng)上廣泛使用的是由力合微電子開發(fā)的USB數(shù)字電視專用控制芯片LME2510 (http://www。leaguerme。com/)。  
 
  


      在上圖所示的基本結(jié)構(gòu)上, 還可以擴(kuò)展出各種多模PCTV Tuner, 例如, 同時(shí)支持有線模擬電視接收及無線數(shù)字電視接收。

      PCTV 驅(qū)動(dòng)及播放軟件?

       PCTV Tuner 硬件完成電視信號(hào)的接收，　并將解出的數(shù)字電視音視頻碼流通過USB傳給電腦。 電腦端軟件包括兩個(gè)部分: 一是與硬件有關(guān)的驅(qū)動(dòng), 二是與硬件無關(guān)的播放軟件。 驅(qū)動(dòng)部分將高速音視頻數(shù)據(jù)從硬件接收到并傳送給播放軟件。 而播放軟件則完成數(shù)字電視音視頻碼流的解碼及顯示。 同時(shí), 播放軟件提供用戶操作界面。

       驅(qū)動(dòng)是 PCTV 的核心之一。 驅(qū)動(dòng)直接與PCTV Tuner 硬件打交道。 驅(qū)動(dòng)要適應(yīng)不同操作系統(tǒng), 同時(shí), 驅(qū)動(dòng)要處理高速的音視頻數(shù)據(jù)流。

       四 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r

        由于國外, 特別是歐洲, DVB-T的開播, USB PCTV 最早自國外發(fā)展起來。 雖然市場(chǎng)在國外,?產(chǎn)品的研發(fā)及生產(chǎn)制造早期主要是臺(tái)灣, 近來則迅速移向國內(nèi)。 國標(biāo)PCTV則會(huì)隨著2008年8月1日起中國地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施而迅速發(fā)展。 

        在技術(shù)及研發(fā)上, 深圳力合微電子有限公司是較早開展這方面核心技術(shù)研究及產(chǎn)品開發(fā)的公司。 其USB PCTV數(shù)字電視專用控制芯片LME2510是國內(nèi)首創(chuàng), 為國內(nèi)USB PCTV 產(chǎn)品開發(fā)提供了一款優(yōu)化的芯片方案。 配合LME2510的應(yīng)用, 力合微電子同時(shí)開發(fā)出多種USB PCTV 整機(jī)方案提供給市場(chǎng), 包括DVB-T 及國標(biāo)方案。 終端形式除了筆記本電腦, 臺(tái)式電腦, 還廣泛用于基于Win CE 或Linux 操作系統(tǒng)下的各種手持終端。 由于力合微電子長期對(duì)移動(dòng)數(shù)字電視的研發(fā), 較好地掌握了從RF tuner, 到符合各種標(biāo)準(zhǔn)的Demodulator, 到各種操縱系統(tǒng)下的驅(qū)動(dòng)等核心技術(shù), 因而可以為各種USB PCTV 數(shù)字電視產(chǎn)品開發(fā)提供較好的技術(shù)支持。